双污泥反硝化除磷工艺优化研究(学位)

摘要双污泥反硝化除磷工艺优化研究研究生：袁昊导师：吕锡武教授东南大学摘要为了加强太湖流域的水污染治理工作和压减太湖流域排污总量，为太湖流域城镇污水处理厂的“提标升级”工程，提供理论和技术支持。论文对新的污水处理工艺一厌氧一缺氧一硝化(Anaerobic．anoxic-nitrification，A2N)双污泥反硝化除磷工艺开展适用性研究，本课题来源于江苏省科技支撑项目“城镇污水深度处理节能减排新技术研究与示范”(项目编号：BE2008667)。课题针对温度、碳源类型等因素对反硝化除磷菌(denitrifyingphosphorus-removalbacteria，DPB)厌氧释磷和缺氧聚磷的影响进行了静态实验研究，此外，结合活性污泥(ASM2D)数学模型，建立A2NI艺的数学模型，并采用MATLAB软件模拟优化双污泥工艺的运行参数。最后，以实际生活污水开展A2NI艺的中试研究，考察双污泥系统的脱氮除磷效果。主要研究成果如下：首先，在实验室使用人工配制的生活污水培养富含DPB的污泥，用培养的污泥来进行静态实验，结果表明，DPB污泥释磷和聚磷速率与温度不是简单的线性关系，在一定温度范围内，DPB释磷速率与聚磷速率均随着温度升高而增大，过高温度或低温都会对释磷或聚磷产生抑制作用；不同碳源类型对DPB厌氧释磷影响不同，DPB优先利用挥发性脂肪酸(volatilefattyacids，VFAs)乙酸释磷，其相同时间释磷量和相应的释磷速率均好于葡萄糖；在一定VFAs浓度范围内(COD=0-200mg／L)，污泥释磷量和释磷速率均随着VFAs增加而增大，超过200mg／L后，释磷速率增加缓慢，实际的污水处理厂获得的VFAs量往往较低，通过增加碳源(Ⅵ_吣)可以提高厌氧释磷的效果；污泥浓度MLSS增加可以提高系统的反硝化聚磷和脱氮效果，但实际运用时，综合考虑污水处理效果和处理成本的基础上，选择适宜的MLSS才更有价值；保证有足够的硝酸盐作电子受体，吸磷速率受硝酸盐浓度的影响不大。以ASM2D模型为平台，建立了A2N工艺的数学模型，并自编模拟程序，采用MATLAB软件模拟工艺运行。在本试验范围内得出最佳运行工况为COD／N为4．4、超越污泥回流比为35％、厌氧HRT=2．4h和DPB的SRT=10d。作为一种有效的工具，活性污泥数学模型可成功应用于辅助实验研究，还可应用于污水处理厂运行控制领域。中试试验采用污水处理厂曝气沉砂池出水为进水，考察A2N双污泥反硝化除磷工艺脱氮除磷效果，试验得到如下结论：A2N工艺对COD、TP、氨氮都有很好的去除效果，去除率分别为80．8％、89．906和89．3％，出水平均浓度分别为21．6mg／L、0．190mg／L和2．73mg／L，均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》((旧1891p_2002)中的一级A标准；TN的去除率为55．9％，有时出水浓度较高；适当增加后曝气池停留时间可以确保出水磷达标，并可显著去除越越污泥流进入缺氧及其后单元的氨氮。实验最后采用中试试验数据，对A2N工艺进行物料衡算，计算结果发现COD、N和P的平衡率分别为88％、94％和96％，A2N系统中有12％的COD损失，损失的原因可能是厌氧段发生发酵反应，产生气态的发酵产物挥发到空气当中；88％的TP流向剩余污泥中，可知P的去除主要依赖于剩余污泥的排放；47％的总氮主要依靠反硝化作用去除。关键词：A2N、双污泥工艺、反硝化聚磷菌(DPB)、ASM2D、工艺优化、物料平衡ABSTRACTAOptimizationstudyonDenitrifyingPhosphorusRemovalwithTwo—sludgesystemSoutheastUniversityNameofgraduate：YuanHaoSupervisor：．Prof．LUXi-wuABSTRACTDenitrifyingphosphorusremovalisthenewprominentbiologicalwastewatertreatmenttechnique．Inordertoexplorethedenitrifyingphosphoru8removalprocessforbiologicalnutrientremovalsewageeffects,Inthispaper,aseriesofbeakerexperimentstostudytheenvironmentalfactorsondenitrificationandphosphorusremovalbacteria(DPB)anaerobicphosphorusreleaseandtheeffectsofhypoxiaPolyphosphazenes，Inaddition，thecombinationof